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C語言編譯器(C語言編程軟件)完全攻略(包含所有平臺)

在上節《C語言編譯和鏈接》中我們已經講解了C語言編譯器的概念,由于C語言的歷史比較久,而且早期沒有規范,整個計算機產業也都處于拓荒的年代,所以就涌現了很多款C語言編譯器,它們各有特點,適用于不同的平臺,本節就來給大家科普一下。

我們分兩部分介紹C語言的編譯器,分別是桌面操作系統和嵌入式操作系統。

桌面操作系統

對于當前主流桌面操作系統而言,可使用 Visual C++GCC 以及 LLVM Clang 這三大編譯器。

Visual C++(簡稱 MSVC)是由微軟開發的,只能用于 Windows 操作系統;GCC 和 LLVM Clang 除了可用于 Windows 操作系統之外,主要用于 Unix/Linux 操作系統。

像現在很多版本的 Linux 都默認使用 GCC 作為C語言編譯器,而像 FreeBSD、macOS 等系統默認使用 LLVM Clang 編譯器。由于當前 LLVM 項目主要在 Apple 的主推下發展的,所以在 macOS中,Clang 編譯器又被稱為 Apple LLVM 編譯器。

MSVC 編譯器主要用于 Windows 操作系統平臺下的應用程序開發,它不開源。用戶可以使用 Visual Studio Community 版本來免費使用它,但是如果要把通過 Visual Studio Community 工具生成出來的應用進行商用,那么就得好好閱讀一下微軟的許可證和說明書了。

而使用 GCC 與 Clang 編譯器構建出來的應用一般沒有任何限制,程序員可以將應用程序隨意發布和進行商用。

MSVC 編譯器對 C99 標準的支持就十分有限,加之它壓根不支持任何 C11 標準,所以本教程中設計 C11 的代碼例子不會針對 MSVC 進行描述。所幸的是,Visual Studio Community 2017 加入了對 Clang 編譯器的支持,官方稱之為——Clang with Microsoft CodeGen,當前版本基于的是 Clang 3.8。

也就是說,應用于 Visual Studio 集成開發環境中的 Clang 編譯器前端可支持 Clang 編譯器的所有語法特性,而后端生成的代碼則與 MSVC 效果一樣,包括像 long 整數類型在 64 位編譯模式下長度仍然為 4 個字節,所以各位使用的時候也需要注意。

為了方便描述,本教程后面涉及 Visual Studio 集成開發環境下的 Clang 編譯器簡稱為 VS-Clang 編譯器。

嵌入式系統

而在嵌入式系統方面,可用的C語言編譯器就非常豐富了,比如:
  • 用于 Keil 公司 51 系列單片機的 Keil C51 編譯器;
  • 當前大紅大紫的 Arduino 板搭載的開發套件,可用針對 AVR 微控制器的 AVR GCC 編譯器
  • ARM 自己出的 ADS(ARM Development Suite)、RVDS(RealView Development Suite)和當前最新的 DS-5 Studio;
  • DSP 設計商 TI(Texas Instruments)的 CCS(Code Composer Studio);
  • DSP 設計商 ADI(Analog Devices,Inc.)的 Visual DSP++ 編譯器,等等。

通常,用于嵌入式系統開發的編譯工具鏈都沒有免費版本,而且一般需要通過國內代理進行購買。所以,這對于個人開發者或者嵌入式系統愛好者而言是一道不低的門檻。

不過 Arduino 的開發套件是可免費下載使用的,并且用它做開發板連接調試也十分簡單。Arduino 所采用的C編譯器是基于 GCC 的。

還有像樹莓派(Raspberry Pi)這種迷你電腦可以直接使用 GCC 和 Clang 編譯器。此外,還有像 nVidia 公司推出的 Jetson TK 系列開發板也可直接使用 GCC 和 Clang 編譯器。樹莓派與 Jetson TK 都默認安裝了 Linux 操作系統。

在嵌入式領域,一般比較低端的單片機,比如 8 位的 MCU 所對應的C編譯器可能只支持 C90 標準,有些甚至連 C90 標準的很多特性都不支持。因為它們一方面內存小,ROM 的容量也小;另一方面,本身處理器機能就十分有限,有些甚至無法支持函數指針,因為處理器本身不包含通過寄存器做間接過程調用的指令。

而像 32 位處理器或 DSP,一般都至少能支持 C99 標準,它們本身的性能也十分強大。而像 ARM 出的 RVDS 編譯器甚至可用 GNU 語法擴展。

下圖展示了上述C語言編譯器的分類。

C語言編譯器的分類

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